公路隧道襯砌裂縫的災(zāi)演機理.pdf

1、公路隧道襯砌開裂，是公路隧道中最常見的一種病害，它是長期存在的一個難題，對隧道的工程質(zhì)量及使用時的交通安全都會造成嚴重的影響。如今運營中的隧道大多數(shù)是處于帶著裂縫工作的狀態(tài)，因此，我們在對運營中的襯砌進行評估時，考慮裂縫對襯砌的影響非常有必要，否則將有極大的局限性。襯砌開裂的原因多樣且復(fù)雜，譬如圍巖類型及節(jié)理分布隨機、襯砌空洞和襯砌厚度不足、爆破對結(jié)構(gòu)造成的擾動、以及施工不規(guī)范。因此，目前的研究很難揭示隧道襯砌、二襯襯砌以及圍巖的共同作

2、用。
　　本文主要基于離散元軟件PFC，對不同工況下隧道襯砌進行數(shù)值模擬，根據(jù)隧洞開挖卸荷效應(yīng)計算出開挖荷載后公路隧道帶裂隙二襯中應(yīng)力分布規(guī)律，來模擬隧洞中帶裂縫襯砌的裂紋擴展機理。本文主要內(nèi)容如下：
　?、偈占治鰢鴥?nèi)外的公路隧道襯砌裂縫文獻，整理已有的隧道裂縫評級標準。并且總結(jié)公路隧道襯砌裂縫開裂的原因、危害以及襯砌裂縫的分類方式，為后期公路隧道襯砌裂紋擴展的模擬奠定基礎(chǔ)。現(xiàn)已有的評級標準大都針對的是鐵路隧道襯砌裂縫，并

3、且由于現(xiàn)實中隧道襯砌的裂紋深度并不容易得到，故評價體系考慮的大多是寬度與長度的影響，關(guān)于裂紋深度對隧道襯砌影響的研究很少。為了發(fā)掘裂紋深度對隧道襯砌的影響規(guī)律，本文重點模擬了裂紋深度對公路隧道襯砌的影響。
　?、趯II、IV、V、VI級圍巖對隧道襯砌的影響簡化為豎向均布荷載與水平均布荷載，并且根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTG D70-2004)計算出其具體值，得到模型的加載荷載。基于離散元軟件PFC單軸壓縮模塊，實現(xiàn)對C30混凝

4、土的細觀參數(shù)的標定，在結(jié)合已得到的荷載完成隧道襯砌模型的建立。
　?、墼赩級圍巖、二襯厚度為50cm、埋深為27m的工況下，分別在拱腰、拱肩、拱頂位置，預(yù)設(shè)寬度為10mm深度為100mm、200mm、300mm、400mm的四種裂縫來模擬不同裂紋深度對隧道襯砌的影響，并從模型穩(wěn)定時裂紋最終擴展的條數(shù)、隧道襯砌產(chǎn)生的最大位移與最大速度、滑動粘結(jié)裂紋條數(shù)及裂紋張開度四個方面對裂紋深度對隧道襯砌的影響進行總結(jié)。
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